【題目】在恒溫(500K)、體積為2.0L 的密閉容器中通入1.0 mol N2和1 mol H2發(fā)生合成氨反應(yīng),20 min 后達(dá)到平衡,測(cè)得反應(yīng)放出的熱量為 18.4 kJ,混合氣體的總物質(zhì)的量為 1.6 mol。
(1)從開始反應(yīng)至達(dá)到平衡時(shí),用NH3表示該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率V(NH3)=__________。
(2)該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為_____________________________________________。
(3)若拆開1 mol H—H鍵和1 mol NN 鍵需要的能量分別是436 kJ和946 kJ,則拆開1 mol N—H鍵需要的能量是__________kJ。
(4)判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的依據(jù)是____________(填序號(hào))。
①單位時(shí)間內(nèi)消耗1mol N2 的同時(shí)消耗了3mol H2 ;
②單位時(shí)間內(nèi)斷裂1mol N≡N 的同時(shí)斷裂了6mol N–H;
③V正(N2)=V逆(NH3);
④NH3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)不再隨時(shí)間而變化
⑤容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)不再隨時(shí)間而變化的狀態(tài) ;
⑥容器內(nèi)氣體的密度不再隨時(shí)間而變化的狀態(tài);
⑦c(N2):c(H2):c(NH3)=1:3:2 ;
【答案】0.01 molL1min1 N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=92.4 kJ/mol 391 ②④⑤
【解析】
在恒溫,體積為2L的密閉容器中通入1molN2和1molH2,20min后達(dá)到平衡,測(cè)得反應(yīng)放出的熱量為 18.4 kJ,混合氣體的物質(zhì)的量為1.6mol;
設(shè)消耗的氮?dú)鉃?/span>n mol,則:
N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
起始量(mol):1 1 0
變化量(mol):n 3n 2n
平衡量(mol):1-n 1-3n 2n
所以:1-n+1-3n+2n=1.6,解得n=0.2,1mol氮?dú)夥磻?yīng)放出的熱量為18.4kJ×=92kJ,
(1)V(NH3)=;
(2)計(jì)算1mol氮?dú)夥磻?yīng)放出的熱量,注明物質(zhì)的聚集狀態(tài)與反應(yīng)熱書寫熱化學(xué)方程式;
(3)反應(yīng)熱△H=反應(yīng)物的鍵能和-生成物的鍵能和;
(4)可逆反應(yīng)到達(dá)平衡時(shí),同種物質(zhì)的正逆速率相等,各組分的濃度、含量保持不變,由此衍生的其它一些物理量不變,判斷平衡的物理量應(yīng)隨反應(yīng)進(jìn)行發(fā)生變化,該物理量由變化到不變化說(shuō)明到達(dá)平衡。
在恒溫,體積為2L的密閉容器中通入1molN2和1molH2,20min后達(dá)到平衡,,測(cè)得反應(yīng)放出的熱量為 18.4 kJ,混合氣體的物質(zhì)的量為1.6mol;
設(shè)消耗的氮?dú)鉃?/span>n mol,則:
N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
起始量(mol):1 1 0
變化量(mol):n 3n 2n
平衡量(mol):1-n 1-3n 2n
所以:1-n+1-3n+2n=1.6,解得n=0.2,1mol氮?dú)夥磻?yīng)放出的熱量為18.4kJ×=92kJ,
(1)從開始反應(yīng)至達(dá)到平衡時(shí),用NH3表示該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率V(NH3)=== 0.01 molL1min1;
(2)1mol氮?dú)夥磻?yīng)放出的熱量為18.4kJ×=92kJ,則發(fā)生反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為熱化學(xué)方程式為:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=-92kJ/mol;
(3)設(shè)拆開1 mol N—H鍵需要的能量是QkJ,則反應(yīng)熱△H=反應(yīng)物的鍵能和-生成物的鍵能和=(946kJ/mol)+(436 kJ/mol)×3-(Q kJ/mol)×6=-92kJ/mol,解得:Q=391;
(4)①單位時(shí)間內(nèi)消耗1molN2 的同時(shí)消耗了3molH2,均表示正反應(yīng),無(wú)法判斷反應(yīng)是平衡狀態(tài),故①錯(cuò)誤;
②單位時(shí)間內(nèi)斷裂1molN≡N的同時(shí)斷裂了6molN–H,說(shuō)明正逆反應(yīng)速率相等,此時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故②正確;
③當(dāng)2V正(N2)=V逆(NH3)時(shí)反應(yīng)才達(dá)到平衡狀態(tài),則V正(N2)=V逆(NH3)時(shí)反應(yīng)不是平衡狀態(tài),故③錯(cuò)誤;
④NH3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)不再隨時(shí)間而變化,說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故④正確;
⑤在恒溫恒容條件下,容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)不再隨時(shí)間而變化的狀態(tài),說(shuō)明混合氣體的總物質(zhì)的量不再改變,此時(shí)是平衡狀態(tài),故⑤正確;
⑥容器內(nèi)氣體的總質(zhì)量不變,氣體體積也不變,則密度一直不變,無(wú)法確定是平衡狀態(tài),故⑥錯(cuò)誤;
⑦c(N2):c(H2):c(NH3)=1:3:2無(wú)法說(shuō)明各組分的濃度保持不變,不能確定反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故⑦錯(cuò)誤;
故答案為②④⑤。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】硫代硫酸鈉晶體(Na2S2O3·5H2O)又稱海波,呈無(wú)色透明狀,易溶于水,不溶于乙醇,常用作棉織物漂白后的脫氯劑、定量分析中的還原劑。
Ⅰ. Na2S2O3·5H2O的制備
Na2S2O3·5H2O的制備方法有多種,其中亞硫酸鈉法是工業(yè)和實(shí)驗(yàn)室中的主要方法:Na2SO3 + S + 5H2O Na2S2O3·5H2O
制備過(guò)程如下:
①稱取12.6g Na2SO3于100mL燒杯中,加50 mL去離子水?dāng)嚢枞芙狻?/span>
②另取4.0 g硫粉于200mL燒杯中,加6 mL乙醇充分?jǐn)嚢杈鶆驅(qū)⑵錆?rùn)濕,再加入Na2SO3溶液,隔石棉小火加熱煮沸,不斷攪拌至硫粉幾乎全部反應(yīng)。
③停止加熱,待溶液稍冷卻后加2 g活性炭,加熱煮沸2分鐘(脫色)。
④趁熱過(guò)濾,得濾液至蒸發(fā)皿中, ______________、____________________。
⑤過(guò)濾、洗滌,用濾紙吸干后,稱重,計(jì)算產(chǎn)率。
(1)加入的硫粉用乙醇潤(rùn)濕的目的是____________________________。
(2)步驟④趁熱過(guò)濾的原因_____________________,空格處應(yīng)采取的操作是_________________、____________________。
(3)步驟⑤洗滌過(guò)程中,為防止有部分產(chǎn)品損失,應(yīng)選用的試劑為___________。
(4)濾液中除Na2S2O3和未反應(yīng)完全的Na2SO3外,最可能存在的無(wú)機(jī)雜質(zhì)是________________,生成該雜質(zhì)的原因可能是____________________________。
Ⅱ.產(chǎn)品純度的測(cè)定
準(zhǔn)確稱取1.00 g產(chǎn)品(硫代硫酸鈉晶體的摩爾質(zhì)量為248 g/mol),用適量蒸餾水溶解,以淀粉作指示劑,用0.1000 mol/L碘標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn),消耗21.00 mL。反應(yīng)的離子方程式為:2S2O32-+I2=S4O62-+2I-。
(5)計(jì)算所得產(chǎn)品的純度為___________(保留三位有效數(shù)字),該數(shù)據(jù)的合理解釋可能是__________(不考慮實(shí)驗(yàn)操作引起的誤差)。
Ⅲ.產(chǎn)品的應(yīng)用
(6)Na2S2O3常用于脫氯劑,在溶液中易被Cl2氧化為SO42-,該反應(yīng)的離子方程式為 ____________________________________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】環(huán)境問(wèn)題越來(lái)越受到人們的重視,研究表明氮氧化物和二氧化硫在形成霧霾時(shí)與大氣中的氨有關(guān)(如下圖所示)。
回答下列問(wèn)題:
(1)NH3的電子式為____________,NH4NO3中含有的化學(xué)鍵是________________:
(2)下列關(guān)于霧霾的敘述錯(cuò)誤的是________(填序號(hào))
A.霧霾中含有硝酸銨和硫酸銨 B.NH3是形成無(wú)機(jī)顆粒物的催化劑
C.霧霾的形成與過(guò)度施用氮肥有關(guān) D.霧霾的形成過(guò)程涉及氧化還原反應(yīng)
(3)預(yù)防含硫化合物霧霾生成的方法之一是將氨氣和二氧化硫通入水中,再充入O2充分反應(yīng)生成一種正鹽,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________。預(yù)防含氮化合物霧霾生成的方法之一是用稀硝酸吸收NOx,得到HNO3和HNO2的混合溶液,電解該混合溶液可獲得較濃的硝酸,電解后該溶液的pH_______(填“變大”“變小”或“不變”)。
(4)在有氧條件下,催化劑能催化NH3與NOx反應(yīng)生成N2,將一定比例的O2、NH3和NOx混合氣體勻速通入裝有催化劑的反應(yīng)器中反應(yīng),測(cè)得反應(yīng)溫度高于380℃時(shí),NOx的去除率迅速下降,其原因之一是催化劑活性下降,另一重要原因是__________________________。在無(wú)氧條件下,反應(yīng)器中NH3能將NO2還原為N2,當(dāng)生成1mol N2時(shí)轉(zhuǎn)移電子________mol(可用分?jǐn)?shù)表示)。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】中學(xué)化學(xué)常見物質(zhì)A、B、C、D、E、X,存在下圖轉(zhuǎn)化關(guān)系(部分生成物和反應(yīng)條件已略去)。下列推斷錯(cuò)誤的是
A. 若D為NaCl,且A可與C反應(yīng)生成B,則E可能是CO2
B. 若D是一種白色沉淀,在空氣中最終變?yōu)榧t褐色,則A可能是鐵
C. 若D是一種強(qiáng)堿,則A.B.C均可與X反應(yīng)生成D
D. 若D是一種強(qiáng)酸,則A 既可是單質(zhì)也可是化合物,且D 可與銅反應(yīng)生成B或C
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列變化需要加入還原劑才能實(shí)現(xiàn)的是
A. Cl-→C12 B. HCO3- →C032- C. Mn04- →Mn2+ D. Zn→Zn2+
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】原子核磁共振譜(NMR)是研究有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)的有力手段之一。在所研究化合物的分子中,每一結(jié)構(gòu)中的等性氫原子,在NMR譜中都給出相應(yīng)的峰(信號(hào))。譜中峰的強(qiáng)度與結(jié)構(gòu)中的H原子數(shù)成正比。例如,乙醛的結(jié)構(gòu)式為,其NMR譜中有兩個(gè)信號(hào),其強(qiáng)度之比為3∶1。
(1)分子式為C3H6O2的二元混合物,如果在NMR譜中觀察氫原子給出的峰有兩種情況:第一種情況峰的強(qiáng)度比為3∶3;第二種情況峰的強(qiáng)度比為3∶2∶1。由此可推斷該混合物的組成可能是(寫結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式)_____________________。
(2)在測(cè)得的CH3CH2CH2CI化合物的.NMR譜上可觀察到三種峰,而測(cè)定化合物CH3CH=CHCl時(shí),卻得到氫原子給出的6個(gè)信號(hào)峰。根據(jù)原子空間排列方式不同,試寫出CH3CH=CHCl分子的空間異構(gòu)____。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】人們對(duì)苯的認(rèn)識(shí)有一個(gè)不斷深化的過(guò)程。已知分子式為 C6H6的結(jié)構(gòu)有多種,其中的兩種為:
Ⅰ. 、.
(1)這兩種結(jié)構(gòu)的化學(xué)性質(zhì)區(qū)別表現(xiàn)在:Ⅰ能________(填字母,下同),而Ⅱ能________。
A.被酸性KMnO4溶液氧化
B.與溴水發(fā)生加成反應(yīng)
C.與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)
(2)1 mol C6H6與H2發(fā)生完全加成反應(yīng),Ⅰ需________molH2,而Ⅱ需________mol H2。
(3)今發(fā)現(xiàn)C6H6還可能有另一種如下圖所示的立體結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)的二氯代物有_________種。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖裝置(Ⅰ)為一種可充電電池的示意圖,其中的離子交換膜只允許K+通過(guò),該電池放電、充電的化學(xué)方程式為2K2S2+KI3K2S4 +3KI。裝置(Ⅱ)為電解池的示意圖,當(dāng)閉合開關(guān)K時(shí),電極X附近溶液先變紅。則閉合K時(shí),下列說(shuō)法不正確的是( )
A. K+從左到右通過(guò)離子交換膜 B. 電極A上發(fā)生的反應(yīng)為I3-+2e-=3I-
C. 電極Y上發(fā)生的反應(yīng)為2Cl--2e-=Cl2↑ D. 當(dāng)有0.1 molK+通過(guò)離子交換膜,X電極上產(chǎn)生1.12L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)
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